03 深基坑开挖冒砂、管涌应急降水施工工法10-01-19

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1、深基坑开挖冒砂、管涌应急降水施工工法1前言1.0.1随着城市建设的高速发展，建筑规模越来越大，超大、超深的地下室越来越多，更多的大型建筑开始树立在河岸边。地下渗透性较好的土层往往与河水相贯通，地质资料不可能完全准确的反映地质状况，基坑外侧的止水帷幕很难完全切断此部分联系，勘探孔也可能成为地下水的通道，随着基坑的开挖底部砂水从基坑内冒出，甚至会出现管涌现象，这时就需要采取一定的应急降水措施。土方工程中往往在基坑开挖前采用轻型井点降水预防冒砂、管涌现象的出现，但此类方法只能满足涌水量较小且降水深度较浅的工

2、程，对近河岸边深基坑工程作用有限；而且当土方开挖较为顺利，不产生冒砂、管涌现象时，则此类措施变得有些多余。我公司在多个近甬江边的工程中，出现基坑冒砂水问题，采用管井应急降水施工工法效果明显，为工程建设解决技术问题，费用低，影响工期少。为此我们把这个技术形成工法来指导同类工程的施工。1.0.2地下水引起冒砂、管涌应急降水施工工法在2008年～2009年分别应用于宁波书城Ⅱ标段工程、宁波和丰创意广场Ⅱ标段工程等多项工程。2工法特点2.0.1方便工程施工。在土方开挖过程中发现有冒砂、管涌的迹象时可立即采取管

3、井应急降水施工工法，管井降水单个井点有效降水半径大，所需布置的井点较少，并可在土方开挖的同时根据现场实际情况来布置降水井点，能最大程度的减小对挖土施工的影响。2.0.2解决基坑冒砂水效果明显。管井应急降水施工工法能实现较大降深，对基坑开挖深度较深，涌水量较大的工程有很好的效果。2.0.3经济合理，降低工程造价。深基坑冒砂水问题，很有可能是因为地质起伏原因，止水帷幕未完全切断地下土层与河水的联系，致使基坑开挖后水位一直得到周边河水的补充，并未随土方开挖而下降。按照以往的工程经验，一般采用加长止水帷幕或基

4、底注浆的方法，而采用管井应急降水的施工工法能大大的降低施工成本。2.0.4管井应急降水采用旋挖桩机成孔，一台桩机一天能成孔5～6个，施工工期短，施工工艺简单。113适用范围3.0.1本工法适用于：1基坑临近江河，部分土层含水量大、透水性较好，止水帷幕未完全切断地下土层与河水的联系，在基坑开挖过程中出现冒砂、管涌的迹象。2基坑深度或局部坑中坑深度较深，地下土层中有承压水，基坑开挖过程中坑底冒砂水。3本工法也可用于解决地下室上浮问题，在地下室周围采用管井应急降水降低地下水位。4工艺原理4.0.1坑内管井排

5、水，管井深度可以根据工程需要确定，不受设备和平面位置的限制。4.0.2坑内孔位少，在土方以及结构施工中可持续降水，埋在土体中部分为有效部分，管井随土方开挖，割除露出部分，影响少。4.0.3管中原位观察水位，以估算水位下降情况。图4.0.1管井应急降水示意图5工艺流程及操作要点5.1工艺流程115.1.1地下水引起冒砂、管涌应急降水施工工法工艺流程：冒砂水现象观测、分析编制管井应急降水施工方案试验抽水根据现场实际情况布置降水点旋挖钻机成孔成井、下放滤管开始抽水、做好水位及沉降观测记录封堵管井5.2设计要

6、点5.2.1降水管井设计1水文地质参数根据地质勘探报告，并考虑近几年来本场区地下水变化、地下水位的季节变化以及临近江河每日、每季的潮水情况，结合试验抽水所得参数，综合确定本场区的水文地质参数。2计算模型选择承压水的降水要求需满足降压要求，水头须降低至承台垫层底0.5m以下，承压水采用完整井，因此承压水的基坑涌水量计算选用承压完整井模型。如图5.2.1。3均质含水层承压完整井基坑涌水量计算本工法中考虑的基坑均临近河岸，因此基坑涌水量Q：（5.2.1-1）式中:k为含水层的渗透系数M为承压含水层厚度（m）

7、H为基坑水位降深（m）b为河岸边至基坑中心的距离（m）为基坑等效半径（m）当基坑为圆形时，基坑等效半径取圆半径；当基坑非圆形时，对矩形基坑的等效半径按下式计算：，、分别为基坑的长短边；对不规则形状的基坑，其等效半径按下式计算：，A为基坑面积。4降水井井点数量n（5.2.1-2）式中：Q为基坑涌水量（m3/d）q为设计单井出水量（m3/d），按经验公式确定，为过滤器半径，11为过滤器进水部分长度，k为含水层的渗透系数。图5.2.1　均质含水层承压水完整井涌水量计算简图5.3管井应急降水施工5.3.1试验

8、抽水基坑开挖后，为检测基坑内的水位变化及测算透水层经过基坑开挖后的水文地质情况，为后续基坑开挖施工及井点降水方案初步确定提供水位地质资料，先在基坑中心钻孔进行试验抽水。钻孔抽水试验是野外测定含水层渗透性的一种直接有效的方法，为较准确的了解下部微承压水层目前的渗透性，在透水层采用单孔、1-3个落程的抽水试验（根据稳定情况改变涌水量），试验方法采用稳定流，抽水试验的类型、下降次数及延续时间应按照《供水水文地质勘察规范》（TJ27-78）及《城市供水水文地质勘